CC BY
39Решетневскце чтения
Любая подобная система неизбежно испытывает различного рода возмущения, источниками которых могут быть либо внешние воздействия, обусловленные случайными или систематическими изменениями окружающих условий, либо внутренние флюктуации, возникающие в самой системе в результате взаимодействия элементов. При исследовании эти системы представляются в виде стохастических моделей дискретных процессов (СМДП). Несмотря на успешное развитие и применение методов аналитического моделирования СМДП, основным методом исследования таких систем остается имитационное моделирование на ЭВМ с применением специализированных языков программирования.
За всю историю развития вычислительной техники было создано более 300 языков моделирования дискретных процессов. Одним из первых языков описа-
ния СМДП, появившихся в начале 1960-х гг., был язык блок-диаграмм, предложенный Гордоном, идеи которого оказались настолько плодотворны, что использовались во многих последующих разработках в нашей стране и за рубежом. На основе языка блок-диаграмм в 1970-х гг. был создан и в последующем адаптирован к ПК широко используемый в настоящее время для моделирования большого класса систем язык и система моделирования GPSS (General Purpose Simulation System - система моделирования общего назначения) [2].
Библиографические ссылки
1. Имитационное моделирование на языке GPSS / сост. А. А. Алтаев. Улан-Удэ : Изд-во ВСГТУ, 2001.
2. Бабич О. А. Обработка информации в навигационных комплексах. М. : Машиностроение, 1991.
A. S. Orlenko, M. V. Kovel, M. V. Tupkin Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk
FEATURES OF MODELLING OF NAVIGATING SATELLITE SYSTEMS
The authors consider a satellite system as well as a satellite system of functional addition and a land system of functional addition.
© Орленко А. С., Ковель М. В., Тюпкин М. В., 2011
УДК 621.396.932.1
С. В. Сафонов
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск
АНАЛИЗ МОБИЛЬНОЙ МНОГОПОЗИЦИОННОЙ НАВИГАЦИОННО-ПОСАДОЧНОЙ РАДИОСИСТЕМЫ ДЛЯ ВОЗДУШНЫХ СУДОВ МЕСТНЫХ АВИАЛИНИЙ
Предложен принцип формирования структуры многопозиционной радиотехнической навигационно-посадочной системы (НПС) для воздушных судов (ВС) местных авиалиний.
Эксплуатационные требования к НПС МВЛ. Технико-экономические аспекты НПС для МВЛ состоят в том, что наземное оборудование должно обладать небольшими массогабаритными характеристиками, легко подготавливаться к работе, не требовать предварительных облетов и, что самое главное, иметь возможность автономной работы, не требовать постоянного обслуживания и быть относительно недорогим. При этом будет проще размещать и эксплуатировать наземное оборудование в требуемых количествах. Дополнительное к штатному бортовое оборудование должно также обладать минимально возможными массогабаритными характеристиками и быть относительно недорогим. Это вытекает из самого назначения ВС МВЛ, количество которых велико.
Принципы построения отечественной НПС МВЛ. В работе [1] показано, что наиболее приемлемым для навигации и посадки ВС МВЛ является совместное использование наземных ненаправленных маяков-
ответчиков и аппаратурно сравнительно упрощенных ретрансляторов, взаимодействующих со штатной бортовой аппаратурой - радиолокаторами или дальномерами - в режиме «запрос-ответ». При этом местоположение ВС в горизонтальной плоскости при навигации и при посадке определяется с помощью бортового вычислительного устройства и радиолокатора или дальномера по ответным сигналам, как минимум, от двух маяков-ответчиков или маяка-ответчика и ретранслятора, расположенных каждый в своем пункте на перпендикуляре к проекции линии заданного пути или продолжению оси взлетно-посадочной полосы (ВПП). В вертикальной плоскости при посадке ВС его местоположение (угол места) определяется либо по информации радиолокационного высотомера, либо с помощью установки дополнительного маяка-ответчика с фиксированным их размещением относительно ВПП [2] (см. рисунок).
Эксплуатация и надежность авиационной техники
Определение местоположения ВС при посадке: 1, 2, 3 - маяки-ответчики КУ и углы опорной (заданной) траектории
Расстояние между пунктами размещения маяков-ответчиков определяется расчетной дальностью действия системы, которая для навигации составляет около 100 км (при высоте полета ВС около 6 км). При посадке зона действия системы по дальности -18,5 км [2; 3].
Новизна работы. Выходной информацией системы НПС МВЛ являются сигналы отклонения от опорных траекторий в обеих плоскостях в цифровом и аналоговом виде. Поскольку траектории полета формируются программно-бортовым вычислительным устройством, возможна навигация как относительно расположения маяков-ответчиков (нуль-вождение), так и в географической системе координат. Пульт управления дает возможность на борту воздушного судна производить выбор опорных траекторий, а также выбор вариантов размещения маяков-ответчиков (ретрансляторов) с одновременным их различением при навигации и посадке ВС [2; 3]. Следовательно, математическое определение местоположения ВС МВЛ позволяет с помощью одной и той же аппаратуры реализовать как автоматический (инструментальный), так и полуавтоматический (директорный) режимы управления полетом ВС как при навигации, так и при посадочных операциях ВС. В настоящее время такие функции выполняются различными типами оборудования. Применение в мобильной многопозиционной НПС МВЛ ретрансляторов, управляемых маяками-ответчиками по заданной программе [2], подчеркивает отличие такой системы от известных многопозиционных стационарных навигационных систем. Такая система ВС МВЛ может применяться не только для прямого определения их местоположения, но и для коррекции автономных инерциальных бортовых навигационных устройств; использоваться в качестве резервного средства навигации и посадки на магистральных авиатрассах и т. д. Эти возможности реализуются одними и теми же аппаратными средствами, но с изменением размещения маяков-ответчиков (ретрансляторов) и соответствующих программ обработки сигналов бортовым вычислительным устройством.
Преимущества системы заключаются в следующем:
1. Бортовое оборудование строится на принципах комплексирования штатного бортового оборудования -радиолокатора или прецизионного дальномера DME/P, а также радиолокационного высотомера. При этом дополнительными устройствами при любой комплексации являются пульт управления системой и вычислительное устройство на основе микропроцессорного комплекса.
2. Наземное оборудование представляет собой ненаправленные, необслуживаемые, малогабаритные маяки-ответчики (ретрансляторы) сантиметрового (для РЛС) или дециметрового (для DME) диапазона в количестве двух штук в каждом пункте размещения, которые легко разворачиваются и подготавливаются к работе.
3. Функционирование НПС в режиме «запрос-ответ» дает возможность с помощью одной и той же аппаратуры на борту, но с разным программным обеспечением решать задачу как навигации, так и посадки ВС.
4. Навигационно-посадочная система ВС МВЛ должна обеспечивать дальность действия не менее 100 км при навигации и 18,5 км при посадке ВС.
5. НПС МВЛ может функционировать на одной частоте, зависящей от типа бортовой РЛС или выбранного частотного канала DME. Такой подход предложен:
- для упрощения построения наземного приемопередающего оборудования;
- упрощения управления навигационно-посадоч-ной системой;
- минимизации объема доработок штатных бортовых радиолокаторов.
Указанная навигационно-посадочная радиомаячная система может использоваться как резервная (при наличии других навигационных и посадочных систем), а также для коррекции инерциальных систем навигации при полетах ВС на магистральных трассах.
Библиографические ссылки
1. Об использовании оборудования TACAN для навигации вертолетов // ЭИ ВТ. Сер. Системы навигации, посадки и УВД. 1993. № 4. С. 1-4.
Решетневские чтения
2. Кондрашов Я. В., Фиалкина Т. С. Мобильные многопозиционные дальномерные и разностно-дальномерные радиосистемы посадки летательных аппаратов // Электроника системами управления. 2008. № 2 (16). С. 77-84.
3. Кондрашов Я. В. Пути использования информации высотомерно-угломерно-дальномерных бортовых
датчиков и вычислительных средств в системе с радиомаяками-ответчиками для целей посадки, ближней и межсамолетной навигации // Методы управления системной эффективностью функционирования элек-трофицированных и пилотажно-навигационных комплексов, Авионика-95 : тез. докл. Междунар. науч.-техн. конф. (17-19 мая 1995, г. Киев). Киев, 1995. С. 106-107.
S. V. Safonov
Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk
ANALYSIS OF MOBILE NAVIGATION MULTI-LANDING RADIO SYSTEM FOR AIRCRAFT OF LOCAL AIRLINES
A principle of formation of multi-site electronic structure navigation and landing systems for aircraft of local airlines.
© Сафонов С. В., 2011
УДК 621.396.932.1
Д. А. Харитонов
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск
ПРОГНОЗИРОВАНИЕ НАДЕЖНОСТИ ИЗМЕРИТЕЛЬНО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ НА ОСНОВЕ БОРТОВЫХ УСТРОЙСТВ РЕГИСТРАЦИИ
Наличие информации бортового устройства регистрации позволяет после ее обработки и анализа предпринять необходимые предупредительные меры для исключения аварийных ситуаций, а в случае возникновения летного происшествия - установить истинную причину происшествия.
Бортовые устройства регистрации (БУР) предназначены для регистрации параметров, накопления и сохранения информации об условиях полета, техническом состоянии оборудования летательного аппарата, действиях экипажа по управлению летательным аппаратом и другой летной информации. Наличие этой информации позволяет после ее обработки и анализа предпринять необходимые предупредительные меры для исключения аварийных ситуаций (выявление ошибок летного и инженерно-технического состава, выявление отказов оборудования и т. д.), а в случае возникновения летного происшествия - установить истинную причину происшествия [1].
Структурная схема регистрации и прогнозирования состояния бортового оборудования показана на рисунке. Информация от датчиков первичной информации поступает на блок преобразования параметров. В блоке преобразования параметров происходит преобразование сигналов, поступающих от датчиков первичной информации, в цифровой сигнал (фильтрация, усиление, если необходимо - выпрямление, преобразование «напряжение-частота», счет цифровых импульсов). В этом блоке также происходит формирование сигнала об исправности системы регистрации. Информация в цифровом виде со счетчиков блока
преобразования параметров поступает в блок регистрации параметров.
Блок регистрации параметров содержит программируемые процессоры, которые управляют работой всей системы и производят преобразование сигналов в последовательный код формата RS - 232С, запись информации на оперативную память одного из процессоров блока регистрации параметра. Также в этом блоке формируется необходимая служебная информация (бортовой номер воздушного судна, бортовое время и т. д.). Затем информация из оперативной памяти процессора в последовательном коде RS - 232С поступает в блок накопления информации, где она хранится в течение всего полета.
При обслуживании воздушного судна после выполненного полета информация из блока накопления информации переносится в ПЭВМ, где с помощью программного обеспечения расшифровывается и анализируется. По полученным данным расшифровки лицо, принимающее решение, отбирает необходимую информацию о параметрах работы бортового оборудования и заносит ее в исходные данные программного продукта системы прогнозирования. На данный момент существует программная реализация одного из методов прогнозирования PR0GN0Z - метода га-
